水工建筑混凝土結構施工技術要點分析

劉運佳 錢紅露

（1.湖北省水利水電規劃勘測設計院 湖北武漢 430070；2.長江勘測規劃設計研究有限責任公司 湖北武漢 430072）

水工建筑建設的主要目的是利用水利工程有效調控調配水資源而建設的帶有不同功能的建筑工程類型，并且這一類建筑物對于水利工程原有功能的正常發揮有著極大的影響。但同樣，由于水工建筑自身特點限制，很容易在各類因素綜合影響的前提下出現各種結構及質量問題，而這就需要借助有效控制混凝土結構施工技術要點，確保整體水工建筑的質量。

1 水工混凝土概述

1.1 水工混凝土含義

一般來說，水工混凝土通常應用在一些經常受水作用的建筑結構，在長期的受水環境中，能夠保障建筑結構的正常使用，這種類型的混凝土被稱作水工混凝土。從建筑結構體積的角度來說，可以將其區分為大體積混凝土及一般混凝土，前者還可以細分為內部與外部兩類混凝土。通常來說，較為常見的水位環境分為水上環境、水下環境及水位變動環境等，同時，這也是為其進行分類的方法，位于水中的通常被稱作水下混凝土，相應地，位于水上的則被稱作水上混凝土，除上述之外的便是變動區混凝土。

在不同的水位條件下，水工混凝土又有著不同的用途與要求，如果需要經常與水進行接觸，那么便需要水工混凝土擁有相對較強的抗滲性；如果是在氣溫較為寒冷的區域，尤其是在水位變動較為明顯的區域時，需要擁有加強的抗凍能力；如果水環境的侵蝕性較強，那么同樣要求水工混凝土能夠擁有較強的耐蝕性［1］；當被應用于體積規模相對較大的建筑結構中時，為了避免出現溫度裂縫，那么便對混凝土的收縮性及抵熱性有一定的要求［2］；若是所在區域擁有高速的水流，并且會對建筑結構擁有較強的沖擊性，那么水工混凝土便需要具備抗沖刷、耐磨的特性［3］。在我國水利工程中，水工混凝土的應用相對較為常見，屬于其中主要的、關鍵的施工建筑材料。

1.2 技術要求

因為水工混凝土經常會暴露在大氣和水之中，會遭受風吹日曬雨淋、水的浸泡及酸堿等作用，所以，除了需要滿足混凝土的一般要求以外，還需要具備一定程度的不透水性，并且要有良好的抵抗風化能力及抗凍性能，而經常遭受水流沖刷的位置，需要具備抵抗沖刷與磨損的性能。針對大體積混凝土來說，發熱量方面一定要低，防止出現溫度裂縫的情況［4］。倘若建筑環境水具有一定的侵蝕性，那么還需要具備較高的抵抗侵蝕的性能。

從水工混凝土的角度來說，不僅需要在結構抗壓強度方面符合要求，還需要根據混凝土所在的具體位置及環境情況，對其提出抗凍性、抗侵蝕性及抗風化能力等一些特殊要求。水工混凝土所在位置的不同，其技術要求也存有很大的差異性。在同一個建筑中，一般要澆筑幾種要求不同的混凝土，偶爾在同一個澆筑塊之中也有同時進行兩種不同混凝土的澆筑作業的情況出現。例如，從大體積壩角度來說，其要求低熱性，但是外表部位又必須要具備抗凍性，在這樣的背景下，就需要先將內部澆筑低熱性混凝土，而在其外部需要澆筑同時具有抗凍性及低熱性兩種性能的混凝土。想要科學、合理地對水工混凝土提出相應的技術要求，必須要對其所處的環境展開全面的分析，包括氣溫及環境水的化學成分等情況，還可以對在相似條件下已經建成的混凝土建筑的實際應用情況進行深入的考察。

2 水工建筑的主要特征分析

2.1 受自然因素影響較大

水工建筑在建設的環境中十分容易受到地形、地質、氣象等自然環境條件因素的影響，為此，在水工建筑的施工建設的環節中，對于工程的實際選址、工程投資和樞紐布置等方面有著較高的要求。

2.2 施工較為復雜

在水工建筑施工建設的環境中，如果在施工方面的要求具有較高的復雜性，就會導致在泄水的過程中強化對河床的沖刷力度，同時蓄水池也會因為自身承受水壓的提高而使得施工難度得到進一步的提升。為此，在水工建筑施工建設的環節中，需要針對河流的導流和截流等問題采取相應的措施，將這些問題有效地解決。

2.3 施工技術要求高

在水利工程施工建設環節之中，一旦大型的蓄水和泄水水工建筑出現了相應的質量問題，就很容易導致各類人為災害的發生，從而引發巨大的經濟損失，這也就意味著在建設水工建筑的環節中，需要進一步發展和掌握良好的混凝土結構施工技術。

3 水工建筑施工建設中混凝土結構經常出現的質量問題

3.1 結構穩定性不足

在水工建筑施工建設的環節中，存在著一個和各類民用工程建設所遇到的混凝土工程的一個常見問題，就是自身的結構穩定性較差，這一點主要體現在混凝土結構出現相應的裂縫及強度不足的問題，最終帶來的就是整體混凝土結構發生一定程度的沉降［5］，這對于整體的水工建筑作用發揮而言，將會帶來十分不利的影響。在測量各項工程數據的過程中，建筑工人出現了相應的失誤，就會導致有關的混凝土結構在截面尺寸出現相應的偏差。

3.2 施工人員對施工圖紙掌握不足

施工人員對于整體的水工建筑施工圖紙掌握程度不足，就會在混凝土的強度和穩定性無法滿足實際要求的前提下，導致整體的混凝土面板出現形變的問題，也同樣會造成橫截面的尺寸出現相應的偏差?；炷恋姆涓C和孔洞等問題也是水工建筑施工建設環節中混凝土工程部分較為常見的一個質量通病，之所以會出現這些質量問題，主要是因為混凝土模板在拼湊的過程中縫隙寬度相對較大，或者是水工建筑所用的混凝土材料配比數值在測量方面出現了誤差等，都可以引發蜂窩等質量問題。

4 導致水工建筑混凝土結構出現質量問題的原因分析

4.1 施工建材質量不達標

之所以會導致水工建筑在施工建設環節中出現混凝土的結構問題，最為主要的一個原因就是水工建筑建設所用的建筑材料在質量上不符合有關標準的要求。在水工建筑施工建設的環節中，部分的施工建設企業及施工現場的管理人員對于工程建設所用的施工材料質量管理工作并沒有得到全面有效的重視和落實，這也就意味著在選擇各類材料的過程中，可能會因為不正當利益的誘惑而選擇質量不過關的施工建設材料，從而導致整體的混凝土結構在施工建設環節中出現相應的問題［6］。尤其是在混凝土拌制過程中，所選用的外加劑或者水泥原材料的質量不符合有關質量標準的實際需求，都會對整體的混凝土質量產生相應的影響，進而影響到整體的混凝土結構安全性。即便是施工建設所采購的原材料在質量上完全符合有關標準的要求，但是在保管的過程中卻會存在著隨意性較大的問題，從而導致施工建設的原材料在保管的過程中出現質量方面的問題，也很容易導致整體的混凝土材料強度和質量出現降低。

4.2 施工人員操作規范性較低

在整個水工建筑混凝土結構的施工過程中，一旦施工人員在混凝土結構的施工拆模及養護工作中出現了不規范操作的現象，也就很容易引發混凝土結構的質量安全問題。施工人員在正式施工前如果尚未接受過完整的技術交底工作，則會出現施工技術理解不到位的問題，在具體操作中，會因為施工技術標準掌握不到位而出現明顯的技術失誤，這不但會對工程建設資源造成浪費，在技術失誤發現不及時的影響下，則導致混凝土結構整體的質量達不到相關標準的要求。

5 水工建筑施工建設環節中混凝土結構的施工技術要點剖析

5.1 整體結構設計的完善

任何建筑工程在施工建設之前都需要開展完善的工程設計工作，而對于水工建筑混凝土結構的施工建設工作來說，在設計方面，需要妥善處理好混凝土結構在約束狀態及自由變形狀態下的關系，要為其預留出充足的結構形變空間，以便防止混凝土結構在施工建設完成之后出現相應的裂縫。此外，在水工建筑混凝土結構的設計過程中，需要盡量避免因為結構斷面突變而帶來的應力集中問題。同時，還需要使用補償收縮混凝土技術，最好的方法就是在混凝土拌制的過程中添加一定膨脹劑，來對混凝土的收縮進行相應的補償。還需要注意的一點是，有關的工程設計人員需要對于構造鋼筋的配置給予高度的重視，尤其是對于橋面、墻板等構件，更需要對其鋼筋配置的數量和直徑做出相應的控制。而對于大體積混凝土的施工建設而言，在設計環節中，可以考慮將60d齡期的混凝土數值作為設計數值，主要是為了有效減少混凝土單方的用灰量，并需要配合使用相應的混凝土摻合料，從而保證混凝土的拌制質量得以符合工程建設的實際需求。

5.2 原材料的選擇檢驗及配比數值確定

混凝土本質上來說是一種混合性質的材料，主要是由水泥、碎石、砂、外加劑等物質共同組成的，這也就意味著，只有在保證全部混凝土原材料質量優良的基礎上，才可保障混凝土結構的施工質量得以符合有關要求。但是，需要注意的一點是，混凝土中常用外加劑之一的聚羧酸減水劑會因為水泥中C3A 和C4AF 數量較多、砂石中含泥量較多的影響而無法發揮出應有的作用，這也就意味著，在選擇混凝土原材料之前，需要針對各項原材料進行相應的試驗檢測工作，確保各項原材料在全部技術性能指標完全滿足有關規范和工程建設需求的前提下采用相關原料。在確定各項原材料之后，需要做的工作就是確定混凝土現場配合比。在計算這一配比數值的過程中，在施工現場拌制混凝土時，所用的各個級別的碎石骨料中都會不可避免地存在著一些超出粒徑數值要求的顆粒，并且骨料的含水量也往往會顯著高于之前的飽和面干狀態。在這種情況下，就需要在混凝土的拌制現場在針對骨料的粒徑數值范圍和砂石表面含水率的前提下，將之前經過試驗得出的混凝土原料配比數值換算為混凝土施工現場的原料配合比值。

5.3 建筑和振搗階段的技術要點

在使用建筑混凝土結構的施工環節中，通常使用的都是大體積混凝土的施工方式。而在正式開展混凝土澆筑施工工作之前，需要對施工組織計劃作出科學的設計，以一定的面積、順序和走向將混凝土進行分層分段的澆筑施工，并且確保各段之間的混凝土施工不會留下寬度數值較高的施工縫。同時，每一層混凝土的澆筑厚度需要嚴格控制在正常振搗的深度范圍內，以便確保在下層混凝土初凝工作完成之前結束上一層的混凝土澆筑工作，在一般情況下來說，水工建筑內部的混凝土結構分層澆筑厚度需要維持在30cm之下。

同時，諸如擋土墻一類的水工建筑的長條形狀的混凝土結構，在開展澆筑施工的過程中，也需要做到分層分段進行，從而保障每一段的混凝土澆筑工作可以完全滿足實際的工程建設需求。一般情況下，分段開展澆筑工作的長度需要維持在10～15m之間。同時，還需要注意的一點是，混凝土的澆筑工作需要做到一氣呵成，如若在必需的情況下需要中斷混凝土的澆筑工作，并且這個中斷的時長已經超過了混凝土的初凝時間，則需要嚴格按照有關的施工要求對解放位置進行相應的處理。而且在進行混凝土振搗的過程中，如若使用的是插入式振搗器，則需要控制插入間距維持在整個振搗器半徑數值1.5倍的范圍內，并且需要做到均勻振搗；同時，插入深度也需要確保證與混凝土板保持50～100mm 的距離，防止因為振搗器和混凝土模板進行直接接觸而影響到整體的混凝土結構質量。在上、下層混凝土分層澆筑工作完成之后，針對上層的混凝土開展振搗工作時，具體的插入深度也需要深入下層混凝土50mm 左右，從而保障上、下兩層混凝土的連續性。

5.4 混凝土結構形變的有效控制

水工建筑在施工建設及投入使用的過程中，裂縫等問題是其中較為常見的一個質量通病，在這種情況下，為了更好地防止質量問題的出現，則需要在保障設計環節中，確保整體水工建筑結構在滿足整體工程使用要求的前提下，預留出相應的變形縫［7］。并且在計算結構受力和分析結果時，需要開展相應的斷面設計驗算工作。還需要對混凝土的原材料及半成品的質量作出全面的控制，這一點也與之前的混凝土原材料質量控制工作有著一定的相通之處。在混凝土進行澆筑施工的環節中，其中的配合比值需要嚴格遵循現場換算出來的施工比值，并且在交換的過程中，需要始終遵循均勻全面的原則。并且在澆筑和振搗工作環節中，需要完全遵循有關操作規范的要求，并在澆筑工作全面完成之后，根據當地的天氣條件和混凝土的強度數值要求，開展相應的養護工作。

6 結語

水工建筑作為水利工程有效調控、利用水資源的主要工程部分之一，其自身的混凝土結構質量對于水工建筑功能的發揮有著十分顯著的影響。為了更好地避免水工建筑混凝土結構的質量問題，則需要在水工建筑的設計階段、原材料選擇和實際的材料配比數值確定階段作出有效的控制，并且在混凝土澆筑振搗施工的環節以及最后的變形控制工作中，也需要注意遵循相應的技術要點。